[发明专利]用于分离和/或制备颗粒的装置和方法

说明书

提供了用于分离和/或制备颗粒的装置和方法。

技术领域

本发明涉及一种装置和一种方法，其中颗粒的分离和/或制备在单个腔室或多个并联的单个腔室中(例如以两个连续的步骤)发生。由于材料在腔室中的内部移动，材料的粉碎可在分离和/或制备期间发生。所述装置可用于从任何液体(例如，水或有机溶剂或混合物)中过滤任何特定物质，即固体无机或有机化合物，然后在同一腔室中干燥和粉碎所获得的材料或颗粒。所述装置对于化学、制药或生物技术工业是有价值的，其中这些颗粒频繁被处理并且其中特别欢迎包含和集成的过滤、干燥和粉碎过程。所述装置可适于自动化。

背景技术

已经存在各种各样的分离和过滤装置。典型地用于精细化学和制药工业的过滤装置常常以批次模式工作，并且需要非常大的过滤表面积，以提供所需的在可接受的循环时间内从固体悬浮液中除去液体。因此，通常希望提供连续过程来代替已知的批次过程，或者可替代地减少每个批次过程的保留时间或组合一系列批次过程，如过滤、干燥和粉碎。

WO 2015/033117披露了一种过滤装置，其配备有可旋转的转盘，所述转盘包括五个等间隔的圆柱形腔室。在腔室下方设置有肾形过滤板，并且还有向下延伸的开口。这些腔室可选择性地移动以位于过滤器上方或开口上方，在后一位置处材料可通过位于开口上方的活塞缸从相应腔室喷出。

WO 2015/033117中披露的设备接近连续过程，但所述设备包括若干个移动部件，这增加了维护需求和操作失败的风险。

在工业中广泛用于从液体中分离颗粒的技术包括开放式或封闭式努彻(nutsche)过滤器、压滤机和离心机。存在多种干燥技术以从如此获得的湿滤饼中蒸发剩余的液体。这些包括盘式干燥机、双锥干燥机和桨式干燥机。最近，结合过滤和干燥单元操作的技术，如过滤干燥机和离心干燥机已经在工业中得到广泛使用。常常要求解附聚或者需要产品的特定粒度，并且为了实现这一点，已经开发了各种研磨和微粉化技术。

所有现有的过滤、干燥和研磨技术都具有若干缺点。机器通常是大的、昂贵的并且需要很大的空间。伴随着相当大的尺寸，随之而来的不利的质量与过滤器面积比和不利的热传递为过滤和干燥提供了冗长的处理时间，并且由于工艺设备需要加热并随后冷却，因此能量利用率低。由于离散的单元操作，在每个单元操作结束时需要费力的材料处理，即湿滤饼需要从过滤操作中排出并且装入干燥机并且然后再次从干燥机中排出以仅被装入到粉碎操作中。大多数技术在过滤、干燥或研磨腔室内具有用于搅拌或材料操作的移动部件，这增加了技术复杂性，随后导致高的构造、维护和清洁成本。

此外，如果需要微粉化，通常需要通过研磨机或磨床进行去块，这首先在整个过程中增加了又另一个单元操作、材料处理和技术复杂性。

此外，每个手动处理步骤和暴露于周围大气都会引起材料污染的风险，并且当手动处理材料时存在人员被污染的风险。

尽管存在一些技术的连续操作版本，例如，带式过滤器、连续离心和研磨，但通常在精细化学和制药工业中以批次模式处理单元操作。其主要原因是操作常常在减压下进行以便限制温度来保护常常是温度不稳定的化合物，并且因此对于连续进料和排空在技术上具有挑战性。

本发明的优势

本发明披露了一种用于更快且更有效的过程的方法，所述方法需要例如从液体中过滤颗粒，如果需要的话洗涤滤饼，如果需要的话干燥颗粒，将颗粒粉碎至所需程度并排空干燥的经研磨的颗粒。所述过程的所有阶段都在易于清洁的简单腔室中进行。进入腔室的气体入口喷嘴可以促进进行所涉及的单元操作所需的能量和材料传递。通过改变方向和气体速度(流速)的喷嘴施加气体促进了过程，这些过程如压力诱导的过滤、在用适当的液体洗涤期间搅拌滤饼、加速干燥颗粒、粉碎颗粒、输送颗粒离开腔室以及此外使用适当的液体辅助清洁腔室。

升高的气体温度和/或真空操作可以例如加速干燥时间。与其中所施加的大部分能量由工艺设备的热容储存直至使用额外的能量再次冷却设备的传统的干燥设备相比，使用加热的气体流蒸发液体是非常有效的。